一、MIPIMIPI（移动行业处理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的缩写。MIPI（移动行业处理器接口）是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准。 已经完成和正在计划中的规范如下：
( c) n+ t8 k3 P" ]) I. l8 S二、MIPI联盟的MIPI DSI规范
! W) v; T- E6 p7 x: y/ x1、名词解释
• DCS (DisplayCommandSet)：DCS是一个标准化的命令集，用于命令模式的显示模组。
2 T( I0 |6 u$ _1 M) u- d# @3 ] • DSI, CSI (DisplaySerialInterface, CameraSerialInterface
• DSI 定义了一个位于处理器和显示模组之间的高速串行接口。
• CSI 定义了一个位于处理器和摄像模组之间的高速串行接口。
• D-PHY：提供DSI和CSI的物理层定义
: p1 b& i7 g P4 D' C% e5 b+ Z+ S
2、DSI分层结构
DSI分四层，对应D-PHY、DSI、DCS规范、分层结构图如下：
; h k/ M2 r2 a& u @4 D: {• PHY 定义了传输媒介，输入/输出电路和和时钟和信号机制。
$ G1 r* C! k" j) q6 G• Lane Management层：发送和收集数据流到每条lane。
( N/ ?; X" E& [7 i* B; v# t G' \+ x• Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析以及错误检测等。) ^$ @2 @. [7 j9 D
• Application层：描述高层编码和解析数据流。
3、Command和Video模式
1 |4 x8 H6 t6 N' ?• DSI兼容的外设支持Command或Video操作模式，用哪个模式由外设的构架决定" ?) q2 c& U2 y
• Command模式是指采用发送命令和数据到具有显示缓存的控制器。主机通过命令间接的控制外设。Command模式采用双向接口' ` Z1 Z! I w2 {
• Video模式是指从主机传输到外设采用时实象素流。这种模式只能以高速传输。为减少复杂性和节约成本，只采用Video模式的系统可能只有一个单向数据路径
% V! s2 K* ~" C+ y0 e 三、D-PHY介绍
& U H+ j% t2 N+ C8 u( X9 H1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY。
( [ u' x: ]4 A4 C0 D! p
• 一个 PHY配置包括
• 一个时钟lane
• 一个或多个数据lane
• 两个Lane的 PHY配置如下图
• 三个主要的lane的类型
• 单向时钟Lane
• 单向数据Lane
• 双向数据Lane
h2 i$ f/ d0 b( l" P. ~# n" X• D-PHY的传输模式
• 低功耗（Low-Power）信号模式（用于控制）：10MHz (max)
• 高速（High-Speed）信号模式（用于高速数据传输）：80Mbps ~ 1Gbps/Lane
7 w0 w2 o# X6 j1 N
• D-PHY低层协议规定最小数据单位是一个字节
• 发送数据时必须低位在前，高位在后.
• D-PHY适用于移动应用
• DSI：显示串行接口
• 一个时钟lane，一个或多个数据lane
• CSI：摄像串行接口
$ M; u: T3 D3 j
2、Lane模块
• PHY由D-PHY(Lane模块)组成
• D-PHY可能包含：
• 低功耗发送器（LP-TX）
• 低功耗接收器（LP-RX）
• 高速发送器（HS-TX）
• 高速接收器（HS-RX）
• 低功耗竞争检测器（LP-CD）
• 三个主要lane类型
• 单向时钟Lane
• Master：HS-TX, LP-TX
• Slave：HS-RX, LP-RX
• 单向数据Lane
• Master：HS-TX, LP-TX
• Slave：HS-RX, LP-RX
• 双向数据Lane
• Master, Slave：HS-TX, LP-TX, HS-RX, LP-RX, LP-CD
7 r) J6 w4 e! @
3、Lane状态和电压
• Lane状态
• LP-00, LP-01, LP-10, LP-11 (单端)
• HS-0, HS-1 (差分)
• Lane电压（典型）
• LP：0-1.2V
• HS：100-300mV (200mV)
2 K J& X1 f. H( C& p0 g; u2 H
4、操作模式
• 数据Lane的三种操作模式
• Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode
•从控制模式的停止状态开始的可能事件有：
• Escape mode request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00)
• High-Speed mode request (LP-11→LP-01→LP-00)
• Turnaround request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00)
• Escape mode是数据Lane在LP状态下的一种特殊操作
•在这种模式下，可以进入一些额外的功能：LPDT, ULPS, Trigger
•数据Lane进入Escape mode模式通过LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00
•一旦进入Escape mode模式，发送端必须发送1个8-bit的命令来响应请求的动作
• Escape mode 使用Spaced-One-Hot Encoding
•超低功耗状态（Ultra-Low Power State）! ]; E. ~, B7 b! [8 E" b T- D
•这个状态下，lines处于空状态 (LP-00)/ Q9 P( y( y& S, }- o7 ^
• 时钟Lane的超低功耗状态
, t, J: R% @; v8 D+ L •时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态% e" j: w! z7 {+ j
•通过LP-10 → TWAKEUP →LP-11退出这种状态，最小TWAKEUP时间为1ms
• 高速数据传输" J8 |4 u& }, ?
•发送高速串行数据的行为称为高速数据传输或触发（burst）
•全部Lanes门同步开始，结束的时间可能不同。1 n/ e; j4 a4 [# } [
•时钟应该处于高速模式
! @5 m9 r0 M7 c. q
• 各模操作式下的传输过程
•进入Escape模式的过程 ：LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00→Entry Code → LPD (10MHz)) ~, F) e$ K- C% S+ c
•退出Escape模式的过程：LP-10→LP-11
1 F# K6 W7 W8 y' |. O% _ •进入高速模式的过程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)
z& ^1 m* A6 p •退出高速模式的过程：EoT→LP-11
2 U0 _# z/ v6 P6 U •控制模式 - BTA 传输过程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00
; w* |4 M6 f+ J2 Y! e( O+ y R. ] •控制模式 - BTA 接收过程：LP-00→LP-10→LP-11
) e$ u: Y; v7 ?) `: t& C • 状态转换关系图
# N# F% N4 y3 W6 ^3 B5 w8 e
" {1 o! ` t5 ^6 ]# z
四、DSI介绍
; _9 c% z" N- z. a! Y' j$ \' `& s1、DSI是一种Lane可扩展的接口，1个时钟Lane/1-4个数据Lane, C. m2 h( ` V- p5 B
• DSI兼容的外设支持1个或2个基本的操作模式：
. P6 c: X, T) R% V" w • Command Mode（类似于MPU接口）/ O& ~- ^( }; M/ t0 }5 t3 p
• Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据，支持3种格式的数据传输
" U! ^: ~; E$ U4 O9 v8 @' b
• Non-Burst 同步脉冲模式. P. F. P* F1 H, u6 u" ?6 p
• Non-Burst 同步事件模式
. s% M7 L$ W- O y3 N* k • Burst模式
( {6 ~3 Z7 Q* P* A2 {, R T/ r • 传输模式：; ]4 E/ b+ ]) U5 o$ P
• 高速信号模式（High-Speed signaling mode）) B& J( n/ x' q0 v. q
• 低功耗信号模式（Low-Power signaling mode） - 只使用数据lane 0（时钟是由DP，DN异或而来）。
% f, d8 C1 w$ v# {; x L • 帧类型
0 C V# ~" y. S& w3 H, O • 短帧：4 bytes (固定)7 y3 g; w, K# U' j* T$ u" @' o! p* ~1 l
• 长帧：6~65541 bytes (可变)
• 两个数据Lane高速传输示例
2、短帧结构
: q5 ~) {' ?7 {) f% N/ k5 o3 M6 t# G • 帧头部（4个字节）
J. Z2 R h. L; K • 数据标识(DI) 1个字节
9 y, B5 |7 W: Z4 A6 [* ~3 x • 帧数据- 2个字节 （长度固定为2个字节）4 O' o/ M5 @8 H
• 错误检测(ECC) 1个字节
- @" ~( O z9 j: h% ^& g7 N • 帧大小7 c3 [- U/ I4 i) x! @- n2 Z
• 长度固定为4个字节
% F' f r0 @0 j! h3、长帧结构
x& }0 h, H( H • 帧头部（4个字节）; o/ h! W5 v; `* f; D6 X. l: R* x
• 数据标识(DI) 1个字节4 ]" A6 k* W5 V' n- \4 x9 J: Y
• 数据计数- 2个字节 （数据填充的个数）
0 k. p9 }% ~" U9 }3 m • 错误检测(ECC) 1个字节: l, x% Z, B+ _' [2 C2 W( j
•数据填充(0~65535 字节)/ E& G# [. J$ @" O: ?
• 长度=WC*字节4 r% }1 X! I; k6 y* n( g" i/ T
• 帧尾：校验和（2个字节）
0 }$ X* m2 w/ ^8 N • 帧大小：
8 L9 d* D+ g9 H1 T$ V • 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字节
- F4 U& Q! u' N" g
五、MIPI DSI信号测量实例; t' E0 U/ L7 ?" C J- @
1、MIPI DSI在Low Power模式下的信号测量图
# d! }6 r i% s* I5 m8 O4 f$ X& e0 Q p
2、MIPI的D-PHY和DSI的传输方式和操作模式
• D-PHY和DSI的传输模式
• 低功耗（Low-Power）信号模式（用于控制）：10MHz (max)
• 高速（High-Speed）信号模式（用于高速数据传输）：80Mbps ~ 1Gbps/Lane
• D-PHY的操作模式
• Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode
• DSI的操作模式
• Command Mode（类似于MPU接口）
1 m7 W# A8 a+ Q/ f9 u* } • Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据
) q# e" G9 p; Y# }
3、小结论
• 传输模式和操作模式是不同的概念
• Video Mode操作模式下必须使用High-Speed的传输模式
• Command Mode操作模式并没有规定使用High-Speed或Low Power的传输模式，或者说
• 即使外部LCD模组为Video Mode，但通常在LCD模组初始化时还是使用Command Mode模式来读写寄存器，因为在低速下数据不容易出错并且容易测量。
• Video Mode当然也可以用High-Speed的方式来发送指令，Command Mode操作模式也可以使用High-Speed，只是没有必要这么做。
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发表于 2016-4-14 16:44
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